一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备，包括工件固定模块、参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块、支撑模块和升降模块，工件固定模块用于装夹加工工件，支撑模块用于支撑参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块和升降模块，升降部件带动涡轮旋转多相流抛光模块到达指定位置对工件固定模块上固定的加工工件进行抛光，参数监测与控制模块用于整个设备的参数监测和控制；本实用新型专利技术结构简单紧凑，生产成本低，能够通过涡轮旋转多相流抛光模块高效地形成高速旋转湍流对抛光工件进行抛光，对加工参数监测实时监控和准确控制，自动化程度高，提高了加工质量和加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超精密加工
，更具体的说，尤其涉及一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备。
技术介绍
目前，随着半导体产业和光学产业的不断发展，需要硅片表面和光学镜面等精密工件表面质量好，需要的量也越来越大，因此需要一种快速、高效和自动化多相流抛光设备。现在的流体抛光设备加工效率低，不能快速高效的对硅片表面和光学镜面进行抛光，不能高效地形成高速的旋流湍流对工件进行抛光。同时也不能很好地，对加工参数进行监控，不能实现自动化、统一化的工业标准来进行加工，可重复性差，不能适应工业化生产的需求。
技术实现思路
本技术的目就在于解决多相流抛光设备中无法高效率形成高速的旋转湍流对工件进行抛光、对加工参数不能准确的检测和控制，以及自动化程度差的问题，提供了一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备，包括工件固定模块、参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块、支撑模块和升降模块，工件固定模块用于装夹加工工件，支撑模块用于支撑参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块和升降模块，升降部件带动涡轮旋转多相流抛光模块到达指定位置对工件固定模块上固定的加工工件进行抛光，参数监测与控制模块用于整个设备的参数监测和控制；所述工件固定模块包括抛光工件固定台、进气接头和真空接头，抛光工件固定台上开有圆形的工件安装槽和与工件安装槽连通的废液出口，抛光工件固定台内部开有气腔，所述抛光工件固定台上开有与所述气腔连通的进气接头口和真空接头口，进气接头和真空接头分别安装在进气接头口和真空接头口处；所述工件安装槽底部均布多个与所述气腔相连通的吸附气孔；所述进气接头和真空接头分别通过管道连接进气泵和真空气源；所述涡轮旋转多相流抛光模块包括第一电机、第一联轴器、第一电机支撑架、抛光液进料管、涡轮旋转槽、密封盖、带轴涡轮、O型密封圈、唇形密封圈和唇形密封圈压盖，所述涡轮旋转槽呈竖直设置的空心管状，密封盖固定在所述涡轮旋转槽的上端，密封盖和涡轮旋转槽之间通过O型密封圈密封；所述带轴涡轮的涡轮端位于所述涡轮旋转槽内部，带轴涡轮的轴端穿过所述密封盖并通过第一联轴器连接第一电机，所述第一电机通过第一电机支撑架固定在所述密封盖上；所述带轴涡轮与密封盖通过唇形密封圈密封；抛光液进料管固定在密封盖上并与所述涡轮旋转槽内部连通，第一电机通过第一联轴器带动带轴涡轮转动时，带动涡轮旋转槽内的多相流抛光液形成旋转湍流；所述支撑模块包括顶部固定支撑架、竖直固定支撑架、第一L型连接块、第二L型连接块，顶部固定支撑架固定在两个竖直固定支撑架顶部，升降模块固定在竖直固定支撑架上，升降模块通过第一L型连接块连接第二L型连接块，第二L型连接块固定在第一电机支撑架上；升降装置通过第一L型连接块和第二L型连接块带动涡轮旋转多相流抛光模块沿竖直方向作升降运动；所述参数监测与控制模块包括出口流量测速仪、出口温度监测仪、温度传感器、距离传感器、涡轮流量计和电机速度传感器，所述出口流量测速仪和出口温度监测仪固定在所述废液出口的正上方，所述出口流量测速仪通过出口流量测速仪固定架固定在抛光工件固定台上，所述出口温度监测仪通过出口温度监测仪固定架固定在抛光工件固定台上；所述距离传感器固定在第二L型连接块上，距离传感器用于检测涡轮旋转多相流抛光模块的下降距离；所述出口流量测速仪固定在所述抛光液进料管并用于检测所述抛光液进料管中多相流抛光液的流量、粘度和相含比例；所述电机速度传感器固定在第一电机支撑架的内壁上，电机速度传感器的感应片与所述带轴涡轮的轴端相接触，电机速度传感器用于检测所述第一电机的转动速度；所述温度传感器固定在所述涡轮旋转槽的侧壁上，温度传感器用于检测涡轮旋转槽内多相流抛光液的温度。进一步的，所述升降装置包括主动轮、从动轮、张紧轮、张紧轮固定轴、第二电机支撑架、第二电机、同步带、滚珠丝杠、丝杠螺母、丝杠螺母固定座、直线滑轨和滚珠丝杠轴承座，第二电机通过第二电机支撑架固定在所述顶部固定支撑架上，所述主动轮固定在所述第二电机的电机头上，所述主动轮通过同步带连接从动轮，并通过张紧轮进行张紧，所述张紧轮通过张紧轮固定轴连接顶部固定支架；所述从动轮固定在竖直设置的滚珠丝杠的一端，滚珠丝杠的另一端通过滚珠丝杠轴承座固定在竖直固定支撑架上，直线滑轨竖直安装在竖直固定支撑架上，丝杠螺母套装在所述滚珠丝杠上，所述丝杠螺母与丝杠螺母固定座固定连接，丝杠螺母固定座上设有与所述直线导轨相配合的滑块，第二电机转动时通过主动轮带动固定在滚珠丝杠顶部的从动轮同步转动，从而带动所述丝杠螺母和丝杠螺母固定座沿所述直线导轨竖直运动，所述丝杠螺母固定座固定连接第一L型连接块，丝杠螺母固定座沿所述直线导轨竖直运动时带动第一L型连接块、第二L型连接块和涡轮旋转多相流抛光模块组成的整体沿所述直线导轨竖直运动。进一步的，所述带轴涡轮包括涡轮轴；以及沿涡轮轴从上至下依次连续分布的上部直叶片、螺旋叶片、上部斜叶片和下部直叶片。进一步的，所述竖直固定支撑架、第一L型连接块、第二L型连接块、从动轮、张紧轮、张紧轮固定轴、滚珠丝杠、丝杠螺母、丝杠螺母固定座、直线滑轨和滚珠丝杠轴承座均设有左右对称的一对。进一步的，所述废液出口设有四个，四个废液出口均匀分布在所述工件安装槽的四周。进一步的，所述吸附气孔设有12个，每6个吸附气孔设置为一组，每组吸附气孔均布在同一圆周上。进一步的，所述抛光液进料管设有三个，三个抛光液进料管均布在所述密封盖的同一圆周上。进一步的，所述距离传感器通过距离传感器固定架规定在第二L型连接块上。本技术的有益效果在于：1、本技术结构简单紧凑，生产成本低，能够通过涡轮旋转多相流抛光模块高效地形成高速旋转湍流对抛光工件进行抛光，对加工参数监测实时监控和准确控制，自动化程度高，提高了加工质量和加工效率。2、本技术通过距离传感器精确控制涡轮旋转多相流抛光模块与抛光工件的间距，从而保证在特定的距离内对抛光工件进行抛光，提高了抛光的效率。3、本技术通过电机速度传感器精确控制驱动带轴涡轮转动的第一电机的转动速度，从而实时得到第一电机的实际转速，从而更精确第一电机的转速以获得更好的旋转湍流。4、本技术通过出口流量测速仪和出口温度监测仪对抛光废液进行速度和温度的实时监测，同时温度传感器也对旋转湍流进行实时监测，并及时反馈，从而矫正第一电机的转速，以确保用合适的旋流湍流对工件进行抛光。5、本技术采用真空吸附的方式装夹和松开工件，可以有效的对工件进行吸附夹紧和顶级，方便工件的装夹和卸料，避免了机械夹紧对工件带来的伤害。6、本技术的带轴涡轮采用按照一定位置分布的上部直叶片、上部斜叶片、下部直叶片和螺旋叶片形成高效的旋转湍流，能够快速获得稳定的高速旋转湍流，提高抛光的效率。7、本技术通过O型密封圈对密封盖和涡轮旋转槽之间形成有效密封，并通过唇形密封圈和唇形密封圈压盖在涡轮轴进行旋转时形成密封，保证涡轮轴在旋转时不会发生抛光液的泄露。附图说明图1是本技术一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备的轴侧图。图2是本技术一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备的俯视图。图3是本技术一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备的右视图。图4是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备，其特征在于：包括工件固定模块(1)、参数监测与控制模块(2)、涡轮旋转多相流抛光模块(3)、支撑模块(4)和升降模块(5)，工件固定模块(1)用于装夹加工工件，支撑模块(4)用于支撑参数监测与控制模块(2)、涡轮旋转多相流抛光模块(3)和升降模块(5)，升降部件带动涡轮旋转多相流抛光模块(3)到达指定位置对工件固定模块(1)上固定的加工工件进行抛光，参数监测与控制模块(2)用于整个设备的参数监测和控制；所述工件固定模块(1)包括抛光工件固定台(102)、进气接头(104)和真空接头(101)，抛光工件固定台(102)上开有圆形的工件安装槽和与工件安装槽连通的废液出口(1031)，抛光工件固定台(102)内部开有气腔(1034)，所述抛光工件固定台(102)上开有与所述气腔(1034)连通的进气接头口(1033)和真空接头口(1035)，进气接头(104)和真空接头(101)分别安装在进气接头口(1033)和真空接头口(1035)处；所述工件安装槽底部均布多个与所述气腔(1034)相连通的吸附气孔(1032)；所述进气接头(104)和真空接头(101)分别通过管道连接进气泵和真空气源；所述涡轮旋转多相流抛光模块(3)包括第一电机(301)、第一联轴器(305)、第一电机支撑架(302)、抛光液进料管(306)、涡轮旋转槽(304)、密封盖(303)、带轴涡轮(307)、O型密封圈(308)、唇形密封圈(309)和唇形密封圈压盖(310)，所述涡轮旋转槽(304)呈竖直设置的空心管状，密封盖(303)固定在所述涡轮旋转槽(304)的上端，密封盖(303)和涡轮旋转槽(304)之间通过O型密封圈(308)密封；所述带轴涡轮(307)的涡轮端位于所述涡轮旋转槽(304)内部，带轴涡轮(307)的轴端穿过所述密封盖(303)并通过第一联轴器(305)连接第一电机(301)，所述第一电机(301)通过第一电机支撑架(302)固定在所述密封盖(303)上；所述带轴涡轮(307)与密封盖(303)通过唇形密封圈(309)密封；抛光液进料管(306)固定在密封盖(303)上并与所述涡轮旋转槽(304)内部连通，第一电机(301)通过第一联轴器(305)带动带轴涡轮(307)转动时，带动涡轮旋转槽(304)内的多相流抛光液形成旋转湍流；所述支撑模块(4)包括顶部固定支撑架(402)、竖直固定支撑架(401)、第一L型连接块(403)、第二L型连接块(404)，顶部固定支撑架(402)固定在两个竖直固定支撑架(401)顶部，升降模块(5)固定在竖直固定支撑架(401)上，升降模块(5)通过第一L型连接块(403)连接第二L型连接块(404)，第二L型连接块(404)固定在第一电机支撑架(302)上；升降装置通过第一L型连接块(403)和第二L型连接块(404)带动涡轮旋转多相流抛光模块(3)沿竖直方向作升降运动；所述参数监测与控制模块(2)包括出口流量测速仪(202)、出口温度监测仪(203)、温度传感器(209)、距离传感器(205)、涡轮流量计(206)和第一电机速度传感器(207)，所述出口流量测速仪(202)和出口温度监测仪(203)固定在所述废液出口(1031)的正上方，所述出口流量测速仪(202)通过出口流量测速仪固定架(201)固定在抛光工件固定台(102)上，所述出口温度监测仪(203)通过出口温度监测仪固定架(210)固定在抛光工件固定台(102)上；所述距离传感器(205)固定在第二L型连接块(404)上，距离传感器(205)用于检测涡轮旋转多相流抛光模块(3)的下降距离；所述出口流量测速仪(202)固定在所述抛光液进料管(306)并用于检测所述抛光液进料管(306)中多相流抛光液的流量、粘度和相含比例；所述第一电机速度传感器(207)固定在第一电机支撑架(302)的内壁上，第一电机速度传感器(207)的感应片(208)与所述带轴涡轮(307)的轴端相接触，第一电机速度传感器(207)用于检测所述第一电机(301)的转动速度；所述温度传感器(209)固定在所述涡轮旋转槽(304)的侧壁上，温度传感器(209)用于检测涡轮旋转槽(304)内多相流抛光液的温度。...

【技术特征摘要】
1.一种高效涡轮旋转多相流抛光自动化设备，其特征在于：包括工件固定模块(1)、参数监测与控制模块(2)、涡轮旋转多相流抛光模块(3)、支撑模块(4)和升降模块(5)，工件固定模块(1)用于装夹加工工件，支撑模块(4)用于支撑参数监测与控制模块(2)、涡轮旋转多相流抛光模块(3)和升降模块(5)，升降部件带动涡轮旋转多相流抛光模块(3)到达指定位置对工件固定模块(1)上固定的加工工件进行抛光，参数监测与控制模块(2)用于整个设备的参数监测和控制；所述工件固定模块(1)包括抛光工件固定台(102)、进气接头(104)和真空接头(101)，抛光工件固定台(102)上开有圆形的工件安装槽和与工件安装槽连通的废液出口(1031)，抛光工件固定台(102)内部开有气腔(1034)，所述抛光工件固定台(102)上开有与所述气腔(1034)连通的进气接头口(1033)和真空接头口(1035)，进气接头(104)和真空接头(101)分别安装在进气接头口(1033)和真空接头口(1035)处；所述工件安装槽底部均布多个与所述气腔(1034)相连通的吸附气孔(1032)；所述进气接头(104)和真空接头(101)分别通过管道连接进气泵和真空气源；所述涡轮旋转多相流抛光模块(3)包括第一电机(301)、第一联轴器(305)、第一电机支撑架(302)、抛光液进料管(306)、涡轮旋转槽(304)、密封盖(303)、带轴涡轮(307)、O型密封圈(308)、唇形密封圈(309)和唇形密封圈压盖(310)，所述涡轮旋转槽(304)呈竖直设置的空心管状，密封盖(303)固定在所述涡轮旋转槽(304)的上端，密封盖(303)和涡轮旋转槽(304)之间通过O型密封圈(308)密封；所述带轴涡轮(307)的涡轮端位于所述涡轮旋转槽(304)内部，带轴涡轮(307)的轴端穿过所述密封盖(303)并通过第一联轴器(305)连接第一电机(301)，所述第一电机(301)通过第一电机支撑架(302)固定在所述密封盖(303)上；所述带轴涡轮(307)与密封盖(303)通过唇形密封圈(309)密封；抛光液进料管(306)固定在密封盖(303)上并与所述涡轮旋转槽(304)内部连通，第一电机(301)通过第一联轴器(305)带动带轴涡轮(307)转动时，带动涡轮旋转槽(304)
\t内的多相流抛光液形成旋转湍流；所述支撑模块(4)包括顶部固定支撑架(402)、竖直固定支撑架(401)、第一L型连接块(403)、第二L型连接块(404)，顶部固定支撑架(402)固定在两个竖直固定支撑架(401)顶部，升降模块(5)固定在竖直固定支撑架(401)上，升降模块(5)通过第一L型连接块(403)连接第二L型连接块(404)，第二L型连接块(404)固定在第一电机支撑架(302)上；升降装置通过第一L型连接块(403)和第二L型连接块(404)带动涡轮旋转多相流抛光模块(3)沿竖直方向作升降运动；所述参数监测与控制模块(2)包括出口流量测速仪(202)、出口温度监测仪(203)、温度传感器(209)、距离传感器(205)、涡轮流量计(206)和第一电机速度传感器(207)，所述出口流量测速仪(202)和出口温度监测仪(203)固定在所述废液出口(1031)的正上方，所述出口流量测速仪(202)通过出口流量测速仪固定架(201)固定在抛光工件固定台(102)上，所述出口温度监测仪(203)通过出口温度监测仪固定架(210)固定在抛光工件固定台(102)上；所述距离传感器(205)固定在第二L型连接块(404)上，距离传感器(205)用于检测涡轮旋转多相流抛光模块(3)的下降距离；所述出口流量测速仪(202)固定在所述抛光液进料管(306)并用于检测所述抛光液进料...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩帅非，计时鸣，谭大鹏，余昌利，郑晨亮，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33